Question

19．如图所示，U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气（体积比为1：4）的混合气体，假定氯气在水中的溶解度可以忽略．将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方，让混合气体缓慢地反应一段时间．
（1）假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物，请写出化学方程式：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl．
（2）若题目中甲烷与氯气的体积比为1：1，则得到的产物为D．
    A．CH₃Cl　HCl
    B．CCl₄　HCl
    C．CH₃Cl　CH₂Cl₂
    D．CH₃Cl　CH₂Cl₂　CHCl₃　CCl₄　HCl
（3）经过几个小时的反应后，U形管右端的水柱变化是B．
A．升高  B．降低  C．不变  D．无法确定
（4）右端玻璃管的作用是平衡气压．

Answer 1

分析 （1）根据甲烷和氯气发生取代反应的实质来回答判断；
（2）甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，甲烷的取代反应为逐步取代，但是多步取代反应是同时进行的，据此进行判断；
（3）根据大气压强原理来判断U型管右端的玻璃管中水柱变化；
（4）右端玻璃管和大气相通，可平衡压强．

解答 解：（1）甲烷中的氢原子可以被氯原子取代，甲烷与氯气反应充分，且只产生一种有机物即四氯化碳的化学方程式为：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl，
故答案为：CH₄+4Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CCl₄+4HCl；
（2）甲烷和氯气在光照条件下发生逐步取代反应，但是多步取代反应是同时进行飞，所有得到的产物与甲烷和氯气的物质的量之比无关，故得到的产物为：CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HCl，则D正确，
故答案为：D；
（3）经过几个小时的反应后，消耗氯气，反应中气体的物质的量减少，所以压强减小，且生成的HCl能够溶解于水，U型管右端的玻璃管中水柱降低；
故答案为：B；
（4）右端玻璃管和大气相通，可平衡气压，
故答案为：平衡气压．

点评 本题考查了甲烷的性质，题目难度不大，明确甲烷和氯气发生取代生成一系列取代产物，分析现象时抓住生成物的性质特征，注意平时知识的积累是解题的关键．